(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向、及び前記第１方向に垂直な第２方向に平行な基準面上において、前記第１方向及び前記第２方向へ並列させた複数の構造体と、
前記構造体の表面に形成され、光を反射する反射部と、を備え、
複数の前記構造体は、前記第１方向及び前記第２方向について、互いに隣接する前記構造体の中心位置同士の間隔を非規則的に変化させて配置され、
前記第１方向及び前記第２方向のうち少なくとも一方向について、前記基準面上において規則的に設定された所定の基準位置同士の間隔を所定の基準長さとしたとき、前記所定の基準位置及び前記中心位置の間隔の上限が前記所定の基準長さの５％以上５０％未満となるように配置されていることを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記第１方向及び前記第２方向のうち少なくとも一方向における前記構造体の幅の上限及び下限が、所定の基準幅の５％以上５０％未満に相当する長さだけ前記基準幅から変化させた長さであることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
【請求項３】
前記構造体の表面に形成され、光を吸収する吸収部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記構造体は、球体の一部と略同じ形状をなすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクリーンを有し、前記スクリーンへ光を投写することにより画像を表示することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン及びプロジェクタ、特に、画像信号に応じた光を反射するスクリーンの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像信号に応じた光を反射するいわゆる反射型のスクリーンは、明るい画像を得るために高い反射率が求められる。また、反射型のスクリーンは、観察者の方向へ適度な角度分布の光を進行させる良好な視野角特性が求められる。従来、スクリーンにおいて高い反射率及び良好な視野角特性を得るための技術は、例えば、特許文献１に提案されている。特許文献１に提案される技術では、規則的に配列された複数の微細な構造体のうち画像信号に応じた光が入射する部分に反射部を設けることにより、高い反射率及び良好な視野角特性を得ることとしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１５１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像信号に応じた光を用いて画像を表示する場合、周期的なパターンによる光の回折から、モアレが発生する場合がある。モアレは、本来の画像信号には無い色彩や模様を出現させることにより画質の低下を引き起こす。スクリーンに形成された構造体が微細であって、かつ構造体の配列が規則的であると、モアレの発生は顕著となる。また、スクリーンが高い反射率であるほど、モアレは目立ち易くなる。このように、従来の技術によると、明るく高品質な画像を得ることが困難であるという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、高い反射率及び良好な視野角特性により明るい画像が得られ、モアレの発生を低減させることにより高品質な画像を表示可能とするスクリーン、及びプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るスクリーンは、第１方向、及び前記第１方向に垂直な第２方向に平行な基準面上において、前記第１方向及び前記第２方向へ並列させた複数の構造体と、前記構造体の表面に形成され、光を反射する反射部と、を備え、複数の前記構造体は、前記第１方向及び前記第２方向について、互いに隣接する前記構造体の中心位置同士の間隔を非規則的に変化させて配置され、前記第１方向及び前記第２方向のうち少なくとも一方向について、前記基準面上において規則的に設定された所定の基準位置同士の間隔を所定の基準長さとしたとき、前記所定の基準位置及び前記中心位置の間隔の上限が前記所定の基準長さの５％以上５０％未満となるように配置されていることを特徴とする。
【０００６】
構造体の大きさとは、基準となる形状に対する各構造体の形状の倍率をいうものとする。構造体の中心位置同士の間隔及び構造体の大きさのうちの少なくとも一方を非規則的に変化させることにより、周期性に起因する光の回折を低減させる。非規則性を持たせて配置された複数の構造体を用いることにより、高い反射率を実現しつつ、モアレの発生を低減させることが可能となる。これにより、高い反射率及び良好な視野角特性により明るい画像が得られ、モアレの発生を低減させることにより高品質な画像を表示可能とするスクリーンを得られる。本発明のスクリーンは、複数の周期的なパターンの重ね合わせにより生じるモアレの発生を低減可能である他、スクリーンに設けられた構造体における回折により生じる干渉縞の発生も低減できる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様としては、構造体は、第１方向及び第２方向について、中心位置同士の間隔、及び大きさのうち少なくとも一方を非規則的に変化させて配置されることが望ましい。第１方向及び第２方向について非規則性を持たせて複数の構造体を配置することにより、さらに効果的にモアレの発生を低減させることができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様としては、構造体は、第１方向及び第２方向のうち少なくとも一方向について、所定の基準位置及び中心位置の間隔の上限が所定の基準長さの５％以上５０％未満となるように配置されることが望ましい。基準位置とは、間隔を基準長さとして各構造体を配置する場合における構造体の中心位置であるとする。本態様の範囲で構造体の中心位置同士の間隔を変化させることにより、モアレの発生を効果的に低減可能とし、かつ高い反射率及び良好な視野角特性を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、第１方向及び第２方向のうち少なくとも一方向における構造体の幅の上限及び下限が、所定の基準幅の５％以上５０％未満に相当する長さだけ基準幅から変化させた長さであることが望ましい。本態様の範囲で構造体の大きさを変化させることにより、効果的にモアレの発生を低減可能とし、かつ高い反射率及び良好な視野角特性を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、構造体の表面に形成され、光を反射する反射部を有することが望ましい。これにより、高い反射率を実現できる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、構造体の表面に形成され、光を吸収する吸収部を有することが望ましい。これにより、画像の表示に不要な外光の反射を低減させ、高いコントラストの画像を表示することができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、構造体は、球体の一部と略同じ形状をなすことが望ましい。これにより、比較的容易に形成可能な構造体により良好な視野角特性を実現できる。
【００１３】
さらに、本発明に係るプロジェクタは、上記のスクリーンを有し、スクリーンへ光を投写することにより画像を表示することを特徴とする。上記のスクリーンを有することにより、明るく高品質な画像を表示できる。これにより、明るく高品質な画像を表示可能なプロジェクタを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係るスクリーン１０の要部断面構成を模式的に表したものである。基板１１は、平面である基準面Ｓ１を有する平行平板である。基準面Ｓ１は、第１方向であるＸ軸方向、及び第１方向に垂直な第２方向であるＹ軸方向に平行な面である。Ｘ軸方向は、例えば水平方向である。Ｙ軸方向は、例えば鉛直方向である。Ｘ軸は、基準面Ｓ１に平行な軸である。Ｙ軸は、Ｘ軸に垂直かつ基板１１上の基準面Ｓ１に平行な軸である。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸に垂直な軸である。図示する断面は、基準面Ｓ１に直交するＹＺ断面である。
【００１６】
複数の構造体１２は、基準面Ｓ１上に配置されている。構造体１２は、平面に沿って球体を切断することにより得られる球体の一部と略同じ凸形状をなしている。図示する断面において、構造体１２は、略半円形状をなしている。構造体１２は、樹脂部材、例えば紫外線硬化樹脂や発泡インク等を用いて構成されている。複数の構造体１２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の二次元方向に並列している。各構造体１２は、間隔を設けて配置されている。
【００１７】
反射部１３は、光を反射する。反射部１３は、構造体１２の表面のうち、スクリーン１０に対して予め想定された射出位置からの投写光Ｌ１が入射する部分に設けられている。図示する構造体１２において、反射部１３は、構造体１２の表面のうち鉛直下側半分に設けられている。反射部１３は、例えば、構造体１２の表面に高反射性の白色塗料や銀色塗料を塗布することにより形成される。構造体１２の曲面上に反射部１３を形成することで、反射部１３で反射した投写光Ｌ１は、観察者側において拡散する。スクリーン１０は、反射部１３を設けることで、高い反射率を実現できる。また、スクリーン１０は、観察者側において投写光Ｌ１を拡散させることで、良好な視野角特性を実現できる。なお、構造体１２は、高反射性部材、例えば、乳白色（半透明）の材料等を用いて形成しても良い。この場合、構造体１２の表面のうち吸収部１４が設けられた部分以外の部分が、反射部として機能する。
【００１８】
吸収部１４は、光を吸収する。吸収部１４は、構造体１２の表面のうち、スクリーン１０に対して予め想定された射出位置からの投写光Ｌ１が入射する部分以外の部分に設けられている。図示する構造体１２において、吸収部１４は、構造体１２の表面のうち鉛直上側半分に設けられている。吸収部１４は、例えば、構造体１２の表面に光吸収性の樹脂部材を塗布することにより形成される。吸収部１４は、投写光Ｌ１とは異なる方向から入射する光、例えば、画像の表示に不要な外光Ｌ２を吸収する。スクリーン１０は、吸収部１４を用いて外光Ｌ２の反射を低減させることで、高いコントラストの画像を表示できる。なお、構造体１２は、光吸収性部材、例えば、黒色の材料等を用いて形成しても良い。この場合、構造体１２の表面のうち反射部１３が設けられた部分以外の部分が、吸収部として機能する。
【００１９】
図２は、本実施例の比較例における構造体１２の配置を説明するものである。本比較例は、構造体１２を配置する態様が異なる他は本実施例と同様であるものとする。図示するＸＹ平面において、各構造体１２は、略一定の直径Ｄの円形状をなしている。構造体１２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれにも連続して配置されている。構造体１２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれについても、隣接する列において２分の１ピッチのずれが生じるように配置されている。
【００２０】
中心位置Ｏ’は、構造体１２のうち基準面Ｓ１に接する面の中心である。Ｘ軸方向について互いに隣接する構造体１２の中心位置Ｏ’同士の間隔ｄ１は、いずれも略一定の長さである。また、Ｙ軸方向について互いに隣接する構造体１２の中心位置Ｏ’同士の間隔ｄ２は、いずれも略一定の長さである。スクリーン１０は、間隔ｄ１、ｄ２、直径Ｄが小さいほど精細感が増す反面、製造が困難となる。また、スクリーン１０は、間隔ｄ１、ｄ２、直径Ｄが大きくなるほど製造が容易となる反面、解像度の低下を招くこととなる。製造の困難性や解像度への影響を考慮して、Ｘ軸方向における間隔ｄ１、Ｙ軸方向における間隔ｄ２は、例えば数十μｍ〜１ｍｍ程度と設定される。構造体１２の直径Ｄも、例えば数十μｍ〜１ｍｍ程度と設定される。
【００２１】
Ｘ軸方向についてｄ１／２おきに並列された直線Ｌ１、Ｙ軸方向についてｄ２／２おきに並列された直線Ｌ２を想定すると、中心位置Ｏ’は、直線Ｌ１及び直線Ｌ２の交点上にある。このように、本比較例の場合、構造体１２は規則的に配列されている。構造体１２が微細、かつ構造体１２の配列が規則的であると、モアレの発生は顕著となる。また、スクリーンが高い反射率であるほど、モアレは目立ち易くなる。
【００２２】
図３は、本実施例における構造体１２の配置を説明するものである。本実施例は、上記の比較例の場合に対して、互いに隣接する構造体１２の中心位置Ｏ同士の間隔を非規則的に変化させていることを特徴とする。以下、図２に示す比較例の場合における構造体１２の中心位置Ｏ’を基準位置、Ｘ軸方向における中心位置Ｏ’同士の間隔ｄ１をＸ軸方向における基準長さ、Ｙ軸方向における中心位置Ｏ’同士の間隔ｄ２をＹ軸方向における基準長さとして説明する。
【００２３】
図４は、基準位置Ｏ’に対する中心位置Ｏの変化について説明するものである。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ともに、軸を示す矢印の方向がプラス、矢印とは逆の方向がマイナスであるとする。中心位置Ｏは、基準位置Ｏ’に対してプラスＸ軸方向又はマイナスＸ軸方向へ長さΔｘ、プラスＹ軸方向又はマイナスＹ軸方向へ長さΔｙだけ移動する。Δｘは、Ｘ軸方向における基準位置Ｏ’及び中心位置Ｏの間隔である。Δｙは、Ｙ軸方向における基準位置Ｏ’及び中心位置Ｏの間隔である。図示する中心位置Ｏは、基準位置Ｏ’に対してプラスＸ軸方向及びプラスＹ軸方向へ移動している。
【００２４】
Δｘ、Δｙの下限は、いずれもゼロである。Δｘがゼロであるとき、中心位置Ｏは、基準位置Ｏ’と同じ直線Ｌ１上にある。Δｙがゼロであるとき、中心位置Ｏは、基準位置Ｏ’と同じ直線Ｌ２上にある。Δｘ及びΔｙがいずれもゼロであるとき、中心位置Ｏは、基準位置Ｏ’と一致する。Δｘの上限Δｘｍａｘは、Ｘ軸方向における基準長さｄ１の５％以上５０％未満に相当する長さであって、例えば基準長さｄ１の１０％に相当する長さである。Δｙの上限Δｙｍａｘは、Ｙ軸方向における基準長さｄ２の５％以上５０％未満に相当する長さであって、例えば基準長さｄ２の１０％に相当する長さである。中心位置Ｏは、Ｘ軸方向における長さが２Δｘｍａｘ、Ｙ軸方向における長さが２Δｙｍａｘの、基準位置Ｏ’を中心とする矩形領域ＡＲ内のいずれかの位置となる。
【００２５】
各構造体１２についてΔｘ及びΔｙをランダムに変化させることにより、中心位置Ｏをランダムに変化させる。各構造体１２の中心位置Ｏをランダムに設定することにより、各構造体１２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向について、互いに隣接する構造体１２の中心位置Ｏ同士の間隔を非規則的に変化させて設けられている。中心位置Ｏ同士の間隔を非規則的に変化させることにより、周期性に起因する光の回折を低減させる。
【００２６】
Δｘｍａｘ及びΔｙｍａｘを基準長さｄ１、ｄ２の５％以上の範囲として中心位置Ｏをランダムに変化させることにより、モアレの発生を低減させる効果が確認されている。Δｘｍａｘ及びΔｙｍａｘを基準長さｄ１、ｄ２の５０％以上に相当する長さにする場合、互いに隣接する構造体１２同士が重なり合うケースが生じる。互いに隣接する構造体１２同士が重なり合う程度にまで周期性が損なわれると、想定される反射率や視野角特性が得られない場合がある。高い反射率と良好な視野角特性とを得るには、Δｘｍａｘ及びΔｙｍａｘが基準長さｄ１、ｄ２の５０％未満であることが望ましい。
【００２７】
従って、Δｘｍａｘ及びΔｙｍａｘを基準長さｄ１、ｄ２の５％以上５０％未満に相当する長さとすることで、明るい画像が得られるとともに、モアレの発生を低減させることができる。好ましくは、Δｘｍａｘ及びΔｙｍａｘを基準長さｄ１、ｄ２の１０％〜１５％程度に相当する長さとすることで、さらに明るい画像が得られ、モアレの発生を効果的に低減させることができる。以上により、高い反射率及び良好な視野角特性により明るい画像が得られ、モアレの発生を低減させることにより高品質な画像を表示可能とする効果を得られる。本発明によると、複数の周期的なパターン（本実施例の場合、投写光Ｌ１による画素のパターンとスクリーン１０が持つ周期構造のパターン）の重なり合いによって生じるモアレを低減可能である。この他、本発明のスクリーン１０は、投写光Ｌ１の周期性に関わらずスクリーン１０に設けられた構造体１２における回折により生じる干渉縞の発生も低減できる。
【００２８】
スクリーン１０は、Ｘ軸方向における基準長さｄ１、Ｙ軸方向における基準長さｄ２を適宜設定することにより、視野角特性が決定される。例えば、ｄ１＜ｄ２とすることにより、鉛直方向に対して水平方向の広い範囲で明るい画像を観察することが可能となる。なお、基準長さｄ１、ｄ２は、スクリーン１０全体において一定の長さである場合に限られない。基準長さｄ１、ｄ２は、スクリーン１０に対して予め想定された射出位置からの距離に応じて変化させて設定することとしても良い。この場合、基準長さｄ１、ｄ２は、部分的には略一定の長さであるのに対して、スクリーン１０内の互いに離れた部分同士では互いに異なる長さとなる。
【００２９】
構造体１２は、例えば、型（モールド）に形成された形状を材料部材へ転写することにより形成される。転写に使用される型は、例えば、フォトリソグラフィの手法により形成される。基板上に塗布したレジストをパターニングした後、エッチング処理を施すことにより、所望の形状を備える型を形成する。球体の一部と略同じ形状の構造体１２は、かかる手法により比較的容易に形成することができる。また、型を形成する際にレジストを取り除く位置を適宜制御することにより、中心位置Ｏ同士の間隔が非規則的に変化するように構造体１２の位置を容易に調整することができる。この他、構造体１２は、従来用いられるいずれの手法により形成することとしても良い。
【００３０】
構造体１２は、互いに間隔を設けて配置される場合に限られない。例えば図５に示すように、構造体１２は、隙間を設けず配置することとしても良い。隙間無く構造体１２を配置することにより、ＸＹ平面において各構造体１２は六角形形状をなしている。例えば、直径Ｄが２００μｍの構造体１２を隙間を設けずに配置する場合に、Ｘ軸方向における基準長さｄ１、Ｙ軸方向における基準長さｄ２は、例えばそれぞれ１００μｍ、２００μｍとする。この場合も、構造体１２の中心位置同士の間隔を非規則的に変化させることにより、モアレの発生を低減させる効果を得ることができる。
【００３１】
構造体１２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向について隣接する列で２分の１ピッチ以外のずれが生じる配置としても良く、隣接する列においてずれを生じさせない格子状の配置としても良い。構造体１２は、球体の一部と略同じ形状とする場合に限られない。構造体１２は、球面に代えて非球面、自由曲面、平面を有する形状としても良い。例えば、構造体１２は、回転楕円面の一部と略同じ形状、円錐形状、角錐形状等であっても良い。さらに、構造体１２は、凸形状である場合に限られず、凹形状であっても良い。
【００３２】
図６は、本実施例の変形例１における構造体１２の配置を説明するものである。本変形例は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のうち、Ｙ軸方向のみについて中心位置Ｏ同士の間隔を非規則的に変化させていることを特徴とする。中心位置Ｏは、いずれも直線Ｌ１上にある。構造体１２は、Ｘ軸方向について互いに隣接する構造体１２の中心位置Ｏ同士の間隔が基準長さｄ１となるように配置されている（Δｘ＝０）。Ｙ軸方向については、図４を用いて説明する場合と同様に、各構造体１２の中心位置Ｏをランダムに設定する。Δｙの上限Δｙｍａｘは、Ｙ軸方向における基準長さｄ２の５％以上５０％未満に相当する長さであって、例えば基準長さｄ２の１０％に相当する長さとする。
【００３３】
このように、少なくとも一方向について中心位置Ｏ同士の間隔を非規則的に変化させることにより、モアレの発生を低減させる効果を得ることができる。なお、構造体１２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のうち、Ｘ軸方向のみについて中心位置Ｏ同士の間隔を非規則的に変化させることとしても良い。この場合、構造体１２は、Ｙ軸方向について互いに隣接する構造体１２の中心位置Ｏ同士の間隔が基準長さｄ２となるように配置される（Δｙ＝０）。Δｘの上限Δｘｍａｘは、Ｘ軸方向における基準長さｄ１の５％以上５０％未満に相当する長さであって、例えば基準長さｄ１の１０％に相当する長さとする。
【００３４】
図７は、本実施例の変形例２における構造体２０の配置を説明するものである。本変形例は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のうちＸ軸方向へのみ構造体２０を並列させている。各構造体２０は、Ｘ軸方向に対してＹ軸方向へ長い形状をなしている。各構造体２０は、円柱の底面及び上面に垂直な平面に沿って円柱を切断することにより得られる形状と略同じ凸形状をなしている。
【００３５】
中心線Ｐは、構造体２０のうち基準面Ｓ１に接する長方形形状をＸ軸方向について等分する直線であって、Ｙ軸に略平行である。中心線Ｐは、Ｘ軸方向における構造体２０の中心位置である。構造体２０は、Ｘ軸方向について互いに隣接する中心線Ｐ同士の間隔を非規則的に変化させて配置されている。本変形例の場合も、基準位置から中心線Ｐまでの長さの上限は、Ｘ軸方向における基準長さの５％以上５０％未満に相当する長さであって、例えば基準長さの１０％に相当する長さとする。構造体２０を並列させるＸ軸方向について各構造体２０の中心線Ｐ同士の間隔を非規則的に変化させることにより、モアレの発生を低減させる効果を得ることができる。なお、本変形例は、Ｙ軸方向に対してＸ軸方向へ長い形状の構造体を、Ｙ軸方向へ並列させる構成としても良い。この場合も、構造体を並列させるＹ軸方向について中心線Ｐ同士の間隔を非規則的に変化させる構成とすることで、モアレの発生を低減させる効果を得ることができる。
【実施例２】
【００３６】
図８は、本発明の実施例２における構造体３０の配置を説明するものである。本実施例で説明する構造体３０は、上記実施例１に係るスクリーン１０に適用される。本実施例は、大きさを非規則的に変化させた構造体３０をＸ軸方向及びＹ軸方向について並列させることを特徴とする。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３７】
各構造体３０は、いずれも球体の一部と略同じ形状であって、互いに略相似する形状をなしている。各構造体３０は、基準となる形状に対する倍率を変化させることで、大きさを変化させている。Ｘ軸方向について互いに隣接する構造体３０の中心位置Ｏ’同士の間隔ｄ１は、いずれも略一定の長さである。また、Ｙ軸方向について互いに隣接する構造体１２の中心位置Ｏ’同士の間隔ｄ２は、いずれも略一定の長さである。中心位置Ｏ’は、直線Ｌ１及び直線Ｌ２の交点上にある。
【００３８】
以下、図２に示す比較例の場合における構造体１２の直径Ｄを、本実施例における構造体３０のＸ軸方向及びＹ軸方向における基準幅として説明を行う。各構造体３０の直径の下限は、基準幅Ｄの５０％より大きくかつ９５％以下に相当する長さであって、例えば９０％に相当する長さである。各構造体３０の直径の上限は、基準幅Ｄの１０５％以上１５０％未満に相当する長さであって、例えば１１０％に相当する長さである。このように、各構造体３０の直径の上限及び下限は、基準幅Ｄの５％以上５０％未満に相当する長さだけ基準幅Ｄから変化させた長さとする。
【００３９】
各構造体３０は、直径を変化させることにより、Ｘ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅が変化する。各構造体３０の直径をランダムに設定することにより、各構造体３０は、大きさを非規則的に変化させて設けられている。基準幅Ｄから５％以上変化させた長さを上限及び下限として直径をランダムに変化させることにより、モアレの発生を低減させることができる。基準幅Ｄから５０％以上変化させた長さを上限及び下限とする場合、互いに隣接する構造体３０同士が重なり合うケースが生じることにより、想定される反射率や視野角特性が得られない場合がある。高い反射率と良好な視野角特性とを得るには、基準値Ｄから５０％未満に相当するだけ変化させた長さを上限及び下限とすることが望ましい。従って、各構造体３０の直径の上限及び下限を基準幅Ｄの５％以上５０％未満に相当する長さだけ基準幅Ｄから変化させた長さとすることで、明るい画像が得られるとともに、モアレの発生を低減させることができる。以上により、本実施例の場合も、高い反射率及び良好な視野角特性により明るい画像が得られ、モアレの発生、干渉縞の発生を低減させることにより高品質な画像を表示可能とすることができる。
【００４０】
本実施例の構造体３０も、上記実施例１の場合と同様に、フォトリソグラフィの手法による型の形成、及び型に形成された形状の材料部材への転写を経て形成される。型を形成する際にレジストを取り除く範囲を適宜制御することにより、大きさが非規則的に変化するように構造体３０の形状を容易に調整することができる。この他、構造体３０は、従来用いられるいずれの手法により形成することとしても良い。
【００４１】
本実施例は、大きさを非規則的に変化させた構造体３０をＸ軸方向及びＹ軸方向の双方へ並列させる場合に限られない。スクリーン１０は、大きさを非規則的に変化させた構造体３０をＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方へ並列させる構成であれば、モアレの発生を低減させる効果を得ることが可能である。例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のうちの一方については、略同じ大きさの構造体３０を並列させることとしても良い。
【００４２】
図９は、本実施例の変形例における構造体３０の配置を説明するものである。本変形例は、大きさを非規則的に変化させた構造体３０をＸ軸方向及びＹ軸方向へ並列させ、かつＸ軸方向及びＹ軸方向について中心位置Ｏ同士の間隔を非規則的に変化させることを特徴とする。各構造体３０の中心位置Ｏの配置については、図３及び図４を用いて説明する上記実施例１の場合と同様である。構造体３０の大きさ及び中心位置Ｏ同士の間隔を非規則的に変化させて構造体３０を設けることにより、大きさ及び間隔のうちの一方を非規則的に変化させる場合より、周期性に起因する光の回折をさらに低減させることが可能となる。これにより、モアレの発生をさらに効果的に低減させることができる。
【００４３】
本実施例において、構造体３０は、Ｘ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅を変化させる場合の他、Ｘ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅のうちの一方のみを変化させることとしても良い。スクリーン１０は、Ｘ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅のうちの一方のみを変化させることで構造体３０の大きさを非規則的に変化させる構成であれば、モアレの発生を低減させる効果を得ることが可能である。例えば、Ｙ軸方向へ長い形状の構造体２０（図７参照）を有する構成の場合、構造体２０を並列させるＸ軸方向について構造体２０の幅を変化させることとしても良い。
【実施例３】
【００４４】
図１０は、本発明の実施例３に係るプロジェクタ４０の概略構成を示す。プロジェクタ４０は、投写エンジン部４１、及び上記実施例に係るスクリーン１０を有する。支持部４２は、投写エンジン部４１及びスクリーン１０を支持する。投写エンジン部４１は、支持部４２のうちスクリーン１０が配置された面から１ｍ以内、例えば３０ｃｍ程度の位置から近接投写を行う。投写エンジン部４１からスクリーン１０へ入射する光は、基準面Ｓ１（図１参照）の法線に対して大きく傾けられている。なお、プロジェクタ４０は、必ずしも支持部４２を有する場合に限られず、例えば、投写エンジン部４１により直接スクリーン１０を支持する構成としても良い。
【００４５】
図１１は、投写エンジン部４１の概略構成を示す。超高圧水銀ランプ５１は、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光を含む光を射出する光源部である。第１インテグレータレンズ５２及び第２インテグレータレンズ５３は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレータレンズ５２は、超高圧水銀ランプ５１からの光束を複数に分割する。第１インテグレータレンズ５２の各レンズ素子は、超高圧水銀ランプ５１からの光束を第２インテグレータレンズ５３のレンズ素子近傍にて集光させる。第２インテグレータレンズ５３のレンズ素子は、第１インテグレータレンズ５２のレンズ素子の像を空間光変調装置上に形成する。
【００４６】
２つのインテグレータレンズ５２、５３を経た光は、偏光変換素子５４にて特定の振動方向の直線偏光に変換される。重畳レンズ５５は、第１インテグレータレンズ５２の各レンズ素子の像を空間光変調装置上で重畳させる。第１インテグレータレンズ５２、第２インテグレータレンズ５３及び重畳レンズ５５は、超高圧水銀ランプ５１からの光の強度分布を空間光変調装置上にて均一化させる。重畳レンズ５５からの光は、第１ダイクロイックミラー５６に入射する。第１ダイクロイックミラー５６は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー５６で反射したＲ光は、第１ダイクロイックミラー５６、反射ミラー５７でそれぞれ光路が折り曲げられ、Ｒ光用フィールドレンズ５８Ｒへ入射する。Ｒ光用フィールドレンズ５８Ｒは、反射ミラー５７からのＲ光を平行化し、Ｒ光用空間光変調装置５９Ｒへ入射させる。
【００４７】
Ｒ光用空間光変調装置５９Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型の液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置５９Ｒに設けられた不図示の液晶パネルは、２つの透明基板の間に、光を画像信号に応じて変調するための液晶層を封入している。Ｒ光用空間光変調装置５９Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム６０へ入射する。
【００４８】
第１ダイクロイックミラー５６を透過したＧ光及びＢ光は、第２ダイクロイックミラー６１へ入射する。第２ダイクロイックミラー６１は、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー６１で反射したＧ光は、第２ダイクロイックミラー６１で光路が折り曲げられ、Ｇ光用フィールドレンズ５８Ｇへ入射する。Ｇ光用フィールドレンズ５８Ｇは、第２ダイクロイックミラー６１からのＧ光を平行化し、Ｇ光用空間光変調装置５９Ｇへ入射させる。Ｇ光用空間光変調装置５９Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型の液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置５９Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム６０のうちＲ光が入射した面とは異なる面へ入射する。
【００４９】
第２ダイクロイックミラー６１を透過したＢ光は、リレーレンズ６２を透過した後、反射ミラー６３での反射により光路が折り曲げられる。反射ミラー６３からのＢ光は、さらにリレーレンズ６４を透過した後、反射ミラー６５での反射により光路が折り曲げられ、Ｂ光用フィールドレンズ５８Ｂへ入射する。Ｒ光の光路及びＧ光の光路よりもＢ光の光路が長いことから、空間光変調装置における照明倍率を他の色光と等しくするために、Ｂ光の光路には、リレーレンズ６２、６４を用いるリレー光学系が採用されている。
【００５０】
Ｂ光用フィールドレンズ５８Ｂは、反射ミラー６５からのＢ光を平行化し、Ｂ光用空間光変調装置５９Ｂへ入射させる。Ｂ光用空間光変調装置５９Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型の液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置５９Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム６０のうちＲ光が入射する面、Ｇ光が入射する面とは異なる面へ入射する。
【００５１】
クロスダイクロイックプリズム６０は、互いに略直交するように配置された２つのダイクロイック膜６６、６７を有する。第１ダイクロイック膜６６は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜６７は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム６０は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ６８の方向へ射出する。投写レンズ６８は、クロスダイクロイックプリズム６０で合成された光をスクリーン１０の方向へ投写する。投写エンジン部４１は、投写レンズ６８からの光により近接投写を行うための光学素子、例えば非球面形状のミラー等を用いても良い。
【００５２】
投写エンジン部４１は、光源部として超高圧水銀ランプ５１を用いる構成に限られない。光源部は、超高圧水銀ランプ５１以外のランプや、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）、レーザ光源等を用いる構成としても良い。投写エンジン部４１は、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られず、一つの空間光変調装置により二つ又は三つ以上の色光を変調する構成としても良い。
【００５３】
プロジェクタ４０は、上記実施例１に係るスクリーン１０を用いることにより、高い反射率及び良好な視野角特性により明るい画像を表示でき、かつモアレの発生、干渉縞の発生を低減できる。これにより、明るく高品質な画像を表示できるという効果を奏する。本発明に係るスクリーン１０は、投写エンジン部４１と一体としてプロジェクタ４０を構成するものに限られず、スクリーン１０から離れた位置に配置されたプロジェクタと組み合わせて用いるものであっても良い。スクリーン１０は、基準面Ｓ１の法線に対して大きく傾けられた投写光を入射させるものに限られない。スクリーン１０は、例えば、基準面Ｓ１の法線に対する傾きが小さい投写光を入射させるものであっても良い。さらに、本発明に係るスクリーン１０の構成は、画像信号に応じた光を透過させる透過型スクリーンへ応用することとしても良い。プロジェクタ４０は、透過型スクリーンの一方の面へ光を供給し、透過型スクリーンの他方の面から射出する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１に係るスクリーンの要部断面構成を模式的に表した図。
【図２】実施例１の比較例における構造体の配置を説明する図。
【図３】実施例１における構造体の配置を説明する図。
【図４】基準位置に対する中心位置の変化について説明する図。
【図５】隙間を設けず構造体を配置する場合の例を説明する図。
【図６】実施例１の変形例１における構造体の配置を説明する図。
【図７】実施例１の変形例２における構造体の配置を説明する図。
【図８】本発明の実施例２における構造体の配置を説明する図。
【図９】実施例２の変形例における構造体の配置を説明する図。
【図１０】本発明の実施例３に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図１１】投写エンジン部の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１０  スクリーン、１１  基板、１２  構造体、１３  反射部、１４  吸収部、Ｓ１  基準面、Ｏ  中心位置、Ｏ’  基準位置（中心位置）、２０  構造体、Ｐ  中心線、３０  構造体、４０  プロジェクタ、４１  投写エンジン部、４２  支持部、５１  超高圧水銀ランプ、５２  第１インテグレータレンズ、５３  第２インテグレータレンズ、５４  偏光変換素子、５５  重畳レンズ、５６  第１ダイクロイックミラー、５７  反射ミラー、５８Ｒ  Ｒ光用フィールドレンズ、５８Ｇ  Ｇ光用フィールドレンズ、５８Ｂ  Ｂ光用フィールドレンズ、５９Ｒ  Ｒ光用空間光変調装置、５９Ｇ  Ｇ光用空間光変調装置、５９Ｂ  Ｂ光用空間光変調装置、６０  クロスダイクロイックプリズム、６１  第２ダイクロイックミラー、６２、６４  リレーレンズ、６３、６５  反射ミラー、６６  第１ダイクロイック膜、６７  第２ダイクロイック膜、６８  投写レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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